SE2250610A1 - Method and device for producing direct reduced metal - Google Patents

Method and device for producing direct reduced metal

Info

Publication number
SE2250610A1
SE2250610A1 SE2250610A SE2250610A SE2250610A1 SE 2250610 A1 SE2250610 A1 SE 2250610A1 SE 2250610 A SE2250610 A SE 2250610A SE 2250610 A SE2250610 A SE 2250610A SE 2250610 A1 SE2250610 A1 SE 2250610A1
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
gas
furnace space
metal material
reducing gas
inert gas
Prior art date
Application number
SE2250610A
Other languages
English (en)
Other versions
SE545792C2 (en
Inventor
Hans Murray
Original Assignee
Greeniron H2 Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Greeniron H2 Ab filed Critical Greeniron H2 Ab
Priority to SE2250610A priority Critical patent/SE545792C2/en
Priority to PCT/SE2023/050486 priority patent/WO2023224541A1/en
Publication of SE2250610A1 publication Critical patent/SE2250610A1/en
Publication of SE545792C2 publication Critical patent/SE545792C2/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/0073Selection or treatment of the reducing gases
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/0086Conditioning, transformation of reduced iron ores
    • C21B13/0093Protecting against oxidation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B13/00Making spongy iron or liquid steel, by direct processes
    • C21B13/10Making spongy iron or liquid steel, by direct processes in hearth-type furnaces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B5/00General methods of reducing to metals
    • C22B5/02Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
    • C22B5/12Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by gases
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2100/00Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/40Gas purification of exhaust gases to be recirculated or used in other metallurgical processes
    • C21B2100/44Removing particles, e.g. by scrubbing, dedusting
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21BMANUFACTURE OF IRON OR STEEL
    • C21B2100/00Handling of exhaust gases produced during the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/60Process control or energy utilisation in the manufacture of iron or steel
    • C21B2100/64Controlling the physical properties of the gas, e.g. pressure or temperature
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/10Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
    • Y02P10/134Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions by avoiding CO2, e.g. using hydrogen

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Furnace Details (AREA)

Claims (20)

1. Förfarande för att producera direktreducerat metallmaterial (142), innefattande ste- a) chargera metallmaterial (142) som ska reduceras in i ett slutet ugnsutrymme (120); b) tillhandahålla värme och en inert gas in i ugnsutrymmet (120), varvid uppvärmd inert gas fyller ugnsutrymmet (120) och värmer det chargerade metallmaterialet (142) till en första temperatur; c) tillhandahålla en reducerande gas till ugnsutrymmet (120); d) tillhandahålla värme till ugnsutrymmet (120) till att upprätthålla en andra temperatur i det chargerade metallmaterialet (142) som ärtillräckligt hög för att metalloxider som är närvarande i det chargerade metallmaterialet (142) reduceras, vilket i sin tur bringar vattenånga att formas; e) kondensera och uppsamla den vattenånga som bildats i stege d i en kondensor (160); och f) evakuera återstående reducerande gas från ugnsutrymmet (120) efter det att det chargerade metallmaterialet (142) har reducerats, k ä n n e t e c k n a t a v att den reducerande gasen har en lägre densitet än den inerta gasen vid samma tryck, och av att, i steget c), den reducerande gasen tillhandahålls under det att den inerta gasen fortfarande finns närvarande i ugnsutrymmet (120), varige- nom den tillhandahållna reducerande gasen som resultat därav trycker den inerta gasen nedåt, tills det chargerade materialet (142) helt och hållet är innehållet i reducerande gas.
2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t a v att, i steget b), den inerta gasen cirkuleras i ett slutet kretslopp förbi det chargerade metallmaterialet (142).
3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t a v att, i steget b), den inerta gasen tillhandahålls vid ett förutbestämt övertryck, och av att, före steget c), den inerta gasen evakueras till ett tryck som är lägre än sagda övertryck.
4. Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t a v att, i steget c), den reducerande gasen tillhandahålls till en övre del (125) av ugnsutrymmet (120), ovanför det chargerade metallmaterialet (142).
5. Förfarande enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a t a v att,isteget c), den re- ducerande gasen tillhandahålls i ett flöde som åtminstone till en övervägande del är ett laminärt flöde.
6. Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t a v att, i stegen c)-e), den reducerande gasen tillhandahålls till ugnsutrymmet (120) utan recirku- lation av varken den reducerande gasen eller den inerta gasen.
7. Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t a v att, i steget d), ytterligare reducerande gas tillhandahålls till ugnsutrymmet (120) till att uppnå och/eller upprätthålla ett förutbestämt övertryck däri.
8. Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t a v att förfarandet innefattar att evakuera den inerta gasen från ugnsutrymmet (120) från en lägre del av ugnsutrymmet (120) eller en punkt under ugnsutrymmet (120), under det chargerade metallmaterialet (142).
9. Förfarande enligt något av föregående krav,k ä n n e t e c k n a t a v att, i steget f), den kvarvarande reducerande gasen evakueras från ugnsutrymmet (120) från en övre del (125) av ugnsutrymmet (120), ovanför det chargerade metallmaterialet (142).
10. Förfarande enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a t a v att steget f) resulterar i att ugnsutrymmet (120) fylls med inert gas, och av att förfarandet vidare innefattar ett efterföljande steg i vilket den inerta gasen cirkuleras i en sluten krets till att kyla det redu- cerade metallmaterialet (142).
11. Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t a v att förfarandet vidare innefattar det initiala steget att evakuera en existerande atmosfär från ugnsutrymmet (120) till att uppnå ett gastryck understigande 1 bar, såsom 0,5 bar eller mindre, inne i ugnsutrymmet (120).
12. Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t a v att förfarandet vidare innefattar att tillhandahålla en kolinnehållande gas, såsom ett gasformigt kolväte, till ugnsutrymmet (120), så att det uppvärmda och reducerade metallmaterialet (142) kolas upp av sagda kolinnehållande gas.
13. Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t a v att den reducerande gasen är väte och/eller kolmonoxid.
14. Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t a v att den inerta gasen är kväve.
15. Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t a v att den reducerande gasen förvärms i en värmeväxlare (160), vilken värmeväxlare (160) är an- ordnad att överföra termisk energi från vatten som avdunstats från det chargerade metall- materialet (142) till den reducerande gasen.
16. Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t a v att stegen d) och e) utförs till dess att ingen ytterligare reducerande gas krävs för att upprätt- hålla ett förutbestämt övertryck i ugnsutrymmet (120) och/eller till dess att en förutbe- stämd mängd flytande vatten har samlats upp i sagda kondensor (160) och/eller till dess att inget ytterligare värme krävs för att upprätthålla den andra temperaturen i ugnsutrymmet (120).
17. Förfarande enligt krav 3,7eller 16, k ä n n e t e c k n a t a v att det för- utbestämda övertrycket är ett absolut tryck av åtminstone 2,3 bar, såsom åtminstone 2,bar, såsom åtminstone 3 bar.
18. Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t a v att stegen d) och e) utförs under åtminstone 2 minuter, såsom åtminstone 3 minuter, för en mängd metallmaterial (142) av upp till 5 ton; och av att stegen d) och e) utförs under åtminstone 5 minuter, såsom åtminstone 10 minuter, för en mängd metallmaterial (142) av upp till 10 ton.
19. Förfarande enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t a v att stegen d) och e) utförs under som mest 30 minuter, såsom som mest 15 minuter, såsom som mest 10 minuter, för en mängd metallmaterial (142) av upp till 5 ton; och av att stegen d) och e) utförs under som mest 60 minuter, såsom som mest 30 minuter, såsom som mest 15 minuter, för en mängd metallmaterial (142) av upp till 10 ton.
20. System för att producera direktreducerat metallmaterial (142), innefattande ett ugnsutrymme (120), anordnat att ta emot och hysa metallmaterial (142) som ska redu- ceras; ett organ (250) för att tillhandahålla värme och gas, anordnat att tillhandahålla värme, inert gas och reducerande gas in i ugnsutrymmet (120); en kontrollanordning (201), anordnad att reglera organet (250) för att tillhandahålla värme och gas till att tillhandahålla värme och en inert gas till ugnsutrymmet (120), varvid upp- värmd inert gas fyller ugnsutrymmet (120) och värmer det chargerade metallmaterialet (142) till en första temperatur; att tillhandahålla en reducerande gas till ugnsutrymmet (120); att tillhandahålla värme till ugnsutrymmet (120) till att upprätthålla en andra tempe- ratur i det chargerade metallmaterialet (142) som är tillräckligt hög för att metalloxider som är närvarande i det chargerade metallmaterialet (142) reduceras, vilket i sin tur bringar vat- tenånga att formas; och att evakuera återstående reducerande gas från ugnsutrymmet (120) efter det att det chargerade metallmaterialet (142) har reducerats, varvid systemet innefattar en kondensor (160) anordnad att kondensera och uppsamla den bildade vattenångan, k ä n n e t e c k n a t a v att den reducerande gasen har en lägre densitet än den inerta gasen vid samma tryck, och av att kontrollanordningen (201) är anordnad att reglera organet (250) för att tillhandahålla värme och gas till att tillhandahålla den reducerande gasen under det att den inerta gasen fortfarande finns närvarande i ugnsutrymmet (120), varigenom den tillhandahållna reducerande gasen som resultat därav trycker den inerta ga- sen nedåt, tills det chargerade materialet (142) helt och hållet är innehållet i reducerande gaS.
SE2250610A 2022-05-20 2022-05-20 Method and device for producing direct reduced metal SE545792C2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE2250610A SE545792C2 (en) 2022-05-20 2022-05-20 Method and device for producing direct reduced metal
PCT/SE2023/050486 WO2023224541A1 (en) 2022-05-20 2023-05-17 Method and device for producing direct reduced metal

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE2250610A SE545792C2 (en) 2022-05-20 2022-05-20 Method and device for producing direct reduced metal

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE2250610A1 true SE2250610A1 (en) 2023-11-21
SE545792C2 SE545792C2 (en) 2024-02-06

Family

ID=88835638

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE2250610A SE545792C2 (en) 2022-05-20 2022-05-20 Method and device for producing direct reduced metal

Country Status (2)

Country Link
SE (1) SE545792C2 (sv)
WO (1) WO2023224541A1 (sv)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3964898A (en) * 1974-05-09 1976-06-22 Skf Nova Ab Process for batch production of sponge iron
US4067728A (en) * 1974-10-18 1978-01-10 Fierro Esponja, S.A. Method for gaseous reduction of metal ores
US4585476A (en) * 1984-05-09 1986-04-29 Instituto Mexicano De Investigaciones Siderurgicas Method for producing liquid steel from iron ore
WO2021061038A1 (en) * 2019-09-23 2021-04-01 Greeniron H2 Ab Method and device for producing direct reduced, carburized metal
WO2021230307A1 (ja) * 2020-05-14 2021-11-18 日本製鉄株式会社 還元鉄の製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3964898A (en) * 1974-05-09 1976-06-22 Skf Nova Ab Process for batch production of sponge iron
US4067728A (en) * 1974-10-18 1978-01-10 Fierro Esponja, S.A. Method for gaseous reduction of metal ores
US4585476A (en) * 1984-05-09 1986-04-29 Instituto Mexicano De Investigaciones Siderurgicas Method for producing liquid steel from iron ore
WO2021061038A1 (en) * 2019-09-23 2021-04-01 Greeniron H2 Ab Method and device for producing direct reduced, carburized metal
WO2021230307A1 (ja) * 2020-05-14 2021-11-18 日本製鉄株式会社 還元鉄の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
SE545792C2 (en) 2024-02-06
WO2023224541A1 (en) 2023-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP4034685B1 (en) Method and device for producing direct reduced, carburized metal
US20230235418A1 (en) Method and device for producing direct reduced metal
US12104222B2 (en) Method and device for producing direct reduced metal
SE2250610A1 (en) Method and device for producing direct reduced metal
SE2050356A1 (sv) Method and device for producing direct reduced metal
RU2828712C1 (ru) Способ и устройство для получения прямовосстановленного науглероженного металла
SE543355C2 (sv) Method and device for producing direct reduced metal